《20.4 电动机》导学案new

《20.4 电动机》导学案

出示目标：

1、了解磁场对通电导线的作用。

2、了解直流电动机的结构工作原理。知道电动机较热机的优点。

3、初步认识科学与技术、社会之间的关系

重点：1.通电导线在磁场中受到力的作用，力的方向跟电流的方向、磁场的方向都有关系；

      2.直流电动机的能量转化。

难点：电动机能够持续转动的原因

磁场对电流的作用

自主预习  阅读教材第133-134面

1、通电导线在磁场中要             ，受力的方向跟              、              都有关系。

2、通电线圈在磁场中会              ，利用这个原理制成了           。

小组讨论

1、磁场对通电导线的作用

(1)演示实验：把一段导线放在磁场里，接通电源，让电流通过导线，观察它的情况。

实验表明：                                                  。

(2)演示实验：只改变刚才的实验中的电流的方向，再做一次实验，观察导线的运动方向。

实验表明：                                                  。

(3)演示实验：保持刚才的实验中的电流的方向不变，但把蹄形磁体两极调换一下，使磁场方向与原来相反，观察导线的运动方向。

实验表明：                                                  。

(4)总结得出：通电导线在磁场中要         ，受力的方向跟                     、

           有关。当电流的方向或者磁感线的方向变得相反时，通电导线受力的方向也               。

该现象中把     能转化成了      能。

(5)想一想：如果电流和磁感线的方向都变得相反时，通电导线受力方向会怎样？

答：                                                                       

(6)那么，通有电流的线圈放在磁场中，它会怎样运动？

演示实验：把线圈放在磁场中，接通电源，观察它的运动情况。

实验表明：                                                  。利用这个原理我们制作出了          。

教师点拨

探究磁场对电流的作用的方法：

探究磁场对电流的作用，应该从两个方面去考虑：一是磁场对电流的作用的方向，探究这一问题时要注意磁场方向、电流方向、受力方向这三个方向之间的关系；二是磁场对电流的作用的大小。这与磁场的强弱、电流的大小有关。无论探究磁场对电流的作用的哪个方面，方法都是控制变量法。

    通电导体在磁场中为什么会受到力的作用

    磁体周围存在磁场，把一个磁体跟另一个磁体接近时，它们之间会发生相互作用，这种作用实际上是

磁体之间通过磁场而发生的。通电导体周围也存在磁场，把一个磁体和一个通电导体接近时，磁体会受到

力的作用，由于物体间力的作用是相互的，通电导体同时也受到磁体对它的力的作用，这种作用也是通过

磁场发生的，因此磁场对电流产生了力的作用，实际上是磁体间通过磁场而发生的相互作用。这也是为什

么通电导体在磁场里的受力方向跟导体中的电流方向和磁场方向有关的原因。

跟踪练习

1．实验表明：通电导线在磁场中要受到　        的作用，它的方向　　　　跟        的方向和　　　　的方向都有关系．

2．直流电动机在工作时，线圈转到       位置的瞬间，线圈中的电流断开，但由于线圈的      ，线圈还可以继续转动，转过此位置后，线圈中电流方向靠            的作用而发生改变．

3．直流电动机是利用                           制成的．电动机基本由两部分组成：能够转动的           和固定不动的               ．电动机是把        能转化成         能的机器．

4． 通电导体在磁场中受力而运动时（     ）

A．消耗了电能，产生了机械能     B．消耗了机械能，产生了电能

 B．消耗了机械能，产生了内能     D．消耗了化学能，产生了电能

5.下列说法正确的是（     ）

   A．通电导体在磁场中一定受到力的作用

   B．通电导体在磁场中受力运动时，机械能转化为电能

   C．通电导体在磁场中受力运动时，电能转化为机械能

   D．当通电导体所在的平面与磁感线平行时，线圈处于平衡位置

6、探究通电导体在磁场中受到的力与哪些因素有关时，小丽同学做了如下三组实验，如下图所示,其中AB是通电导体的一部分，导线上的箭头表示电流方向，F表示导体受力的方向，N、S表示磁体的两极．

⑴通过实验（a）和（b）说明，通电导体在磁场中的受到力方向与           的方向有关．

⑵通过实验（a）和（c）说明，通电导体在磁场中的受到力方向与            的方向有关．

7、如图所示，导体AB受到力的方向水平向左，为了使它受力的方向向左，为了使它受力的方向水平向右，可采用的办法是（  ）

A．改变导体中的电流方向              B．换用磁性更强的磁铁  

C．增大电路中的电流                  D．改变电流方向，同时改变磁场方向

电动机的基本原理

自主预习  阅读教材第134-136面

1、电动机的构造主要包括两个部分：                  叫做         和                   

叫做       。另外为了能持续转动，它还有改变电流方向的         

2、结合课本图20.4-5和20.4-6介绍电动机的工作原理。

（1）、当线圈转到与磁场方向垂直的位置时，它的两个边受力            、           所以不能转动，这个位置是线圈的            。

（2）、直流电动机有让它每转动半周就改变一次电流方向的       。它由两个          和两个        组成。      

3、生活中的电动机

（1）电动机作为一种动力机械，与另一种动力机械热机相比，它有            、           

         、           、                 等的特点，在现实生活中得到越来越多的应用。

（2）电动机安装完成后，闭合电路电动机不运转，但轻轻的转一下就转动起来了，出现这种现象的原因是                                   ．

（3）直流电动机模型的换向器由两个铜制的      组成，并随　　　　　　一起转动，每当线圈刚转过       　　　　 ，就能自动改变线圈中的    　　　　　　 ．从而达到使线圈连续转动的目的．

（4）电动机安装完成后，闭合电路电动机不运转，但轻轻的转一下就转动起来了，出现这种现象的原因是                                             。

小组讨论：

1．电动机主要主要由＿＿＿＿和＿＿＿＿组成，是利用＿＿＿＿线圈在＿＿＿＿里受力而转动的原理制成的。

2. 电动机工作时是＿＿能转化为＿＿＿＿能，用＿＿＿＿电源供电的叫直流电动机，它是利用＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿原理制成的。

3. 不会影响磁场对通电直导线的作用力方向的因素是（   ）

A  导体的电阻       B  磁场方向      C  导体中电流方向     D  把电源两极对调

 4. 可以改变直流电动机转动方向的方法是 (    )

    A  用较强的交流电当电源

    B  改变电流方向，同时改变电动机的磁场方向

    C  对调电动机磁铁的磁极，不改变通入线圈的电流方向

    D  升高或降低供电电源的电压

5. 通电导体在磁场中的受力方向（   ）  

   A．跟导体中电流方向和磁场方向有关        B. 只跟导体中电流方向有关

   C．只跟磁场方向有关                      D. 跟导体中电流方向和磁场方向均无关系

6. 为了使电动机的线圈持久转动，党线圈转过什么位置使，换向器改变其中的电流方向（  ）

   A. 线圈平面与磁感线方向平行时            B. 线圈平面与磁感线方向垂直时

   C. 线圈平面与磁感线方向成任意角度时      D. 以上结果都不对

教师点拨

关于电动机  

电动机的构造：电动机主要由磁铁、线圈、换向器和电刷组成，我们通常把电动机中转动的部分叫转子，固定不动的部分叫定子

电动机的原理：电动机是利用通电线圈在磁场中受到力的作用而发生转动的原理制成的，它在工作时把电能转化为机械能。

直流电动机的工作过程和作用：换向器由并列在线圈与电路接触处的两个半铜环组成，它的作用是：（1）当线圈刚转到平衡位置时自动切断线圈中的电流，目的是通过切断电流，让线圈利用惯性转过平衡位置；（2）当线圈刚刚转过平衡位置时改变线圈中的电流方向，目的是通过改变电流方向来改变两边线圈的受力方向，维持线圈平面沿原来的转动方向连续转动。

解决电动机的相关问题  电动机是利用通电线圈在磁场中受到力的作用而发生转动的原理制成的，有关电动机的问题一般情况下有三种；（1）改变电动机转动方向问题；（2）改变电动机转动速度问题；（3）解决有关电动机简单故障问题。改变电动机转动方向应从磁场方向和线圈中电流方向入手；改变电动机转动速度问题应抓住磁场强弱和线圈中电流大小两个方面；解决有关电动机简单故障问题必须先知道电动机的工作原理和工作过程，再根据题目给出的情况综合分析得出结论

跟踪练习

1. 某个直流电动机的模型通电后不能转动，其发生的故障不原因可能是：（     ）

A.磁铁磁性太弱                     B.电流方向接反了

C.换向器和电刷接触不良             D.轴与轴架的摩擦太大

2. 要改变直流电动机的转动方向，应采取的方法是：（      ）

A.增强磁极的磁性；                   B.加大通电电流；   

C.改变线圈中的电流方向；             D.将磁铁的磁极对调.

3．下列哪些措施中，不能增大直流电动机线圈的转速（      ）

A．换用磁性更强的磁极(其他量不变)      B．换用电压更高的电源（安全范围内）

   C．将N、S极对调                       D．增大线圈的匝数

4．直流电动机换向器的作用是  （      ）

A．当线圈在磁场中转动时，换向器可不停地改变线圈中的电流方向               

B．每当线圈转过平衡位置时，换向器就能自动改变线圈中的电流方向

C．当线圈在磁场内转动时，换向器每0.2s改变一次线圈中的电流方向              

D．线圈在磁场中每转动一圈，换向器就将线圈中的电流方向改变两次

5．关于直流电动机模型的实验中，为了减小电动机的转速，正确的做法是（    ）

   A．对换磁铁的磁极          B. 减小线圈中的电流

   C. 增大电源电压            D. 改变线圈中的电流方向

6. 关于直流电动机模型安装实验中，下列现象可能发生的是（    ）

   A.  将电源两极对调，线圈转动方向不变

   B.  将磁铁两极对调，线圈转动方向不变

   C.  将电源和磁铁两极都同时对调，线圈转动方向不变

   D.  将电源和磁铁两极都同时对调，线圈会反方向转动

7. 下列家用电器中，应用直流电动机的是（   ）

   A. 电吹风             B. 电冰箱

   C. 电动剃须刀         D. 电熨斗

8. 电动机与内燃机相比有许多优点，下列说法中错误的是（   ）

  A．电动机比内燃机的构造简单、操作控制方便

   B．电动机的效率比内燃机的高

   C．电动机的功率比内燃机的大

   D．电动机对环境的污染比内燃机的小

9. 小明按照说明书组装了一个电动机的模型，但是怎么弄它就是不转。小明是他想到的可能原因，请你帮他看一看，哪些是可能的，哪些是不可能的

（1）接线柱接触不良

 （2）电池装反了

 （3）转子和定子之间的摩擦力太大了

 （4）磁铁的极性倒过来了

 （5）电池没电了

 （6）磁铁的磁性不够强

10.在下列所示的图片中，选择恰当的图片序号填入空格中；          

⑴ 用来研究通电直导线在磁场中受到力的作用的实验装置是＿＿＿＿；

⑵ 用来表示通电导线周围存在磁场的实验装置是＿＿＿＿；

    ⑶ 能说明电动机工作原理的是＿＿＿＿；

    ⑷ 直流电动机的模型图是＿＿＿＿；

11. 实验探究题  在“探究通电导体在磁场中的受力情况”实验时，有以下步骤，请填写完整；

    ⑴ 为了探究通电导体受力方向与电流方向的关系，作法是：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；

    ⑵ 为了探究通电导体受力方向与磁感线方向的关系，作法是：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；

    ⑶ 实验表明：通电导体在磁场中的受力方向跟＿＿＿＿的方向和＿＿＿＿的方向都有关。

12、一台直流电动机的额定电压是220V，额定功率是5.5kW，它正常工作时的电流是多大？连续工作2小时耗电多少